一种剪切式压电陶瓷电的制造方法
【专利摘要】一种剪切式压电陶瓷电机，它涉及一种压电陶瓷电机，具体涉及一种剪切式压电陶瓷电机。本发明为了解决现有超声电机的数学模型很难精确建立，高精确度的速度、位置控制非常困难的问题。本发明的第一压电陶瓷组、第二压电陶瓷组并排安装在所述夹紧机构内，电机轴竖直插装在第一压电陶瓷组与第二压电陶瓷组之间，第一压电陶瓷组通过第一导线与所述信号控制组件的正极输出端连接，第一压电陶瓷组通过第二导线与所述信号控制组件的负极输出端连接，第二压电陶瓷组通过第一导线与所述信号控制组件的正极输出端连接，第二压电陶瓷组通过第二导线与所述信号控制组件的负极输出端连接。本发明用于机电领域。
【专利说明】一种剪切式压电陶瓷电机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种压电陶瓷电机，具体涉及一种剪切式压电陶瓷电机，属于机电领域。
【背景技术】
[0002]压电电机是根据在当施加电场时的压电材料形状的改变驱动电动轴运动的一类电机。压电电机利用逆压电效应，由此该材料产生的声波或超声波振动，以产生线性或旋转运动。压电马达能在强磁场中进行工作，这个独特的功能扩展了它的应用范围，例如在核磁共振天线内它可以正常工作，而基于电磁场的传统电机是不能工作的。在旋转式压电电机结构中，广泛采用的是一种类似毛毛虫移动的方式，在一个单一的平面中依次进行伸缩、舒展和位置保持动作来驱动电机轴的移动，这种传统超声压电电机结构研宄广泛，但由于超声电机的数学模型很难精确建立，且具有很强的非线性和时变性，使高精度的速度、位置控制非常困难等缺点。而针对剪切式压电电机的研宄还处于初始阶段，由于剪切式压电电机不处于谐振状态，可以更加容易的建立数学模型，有利于更好地进行高精确度的速度、位置控制，且拥有体积小、重量轻、结构灵活多变等优点。
【发明内容】
[0003]本发明为解决现有超声电机的数学模型很难精确建立，高精确度的速度、位置控制非常困难的问题，进而提出一种剪切式压电陶瓷电机。
[0004]本发明为解决上述问题采取的技术方案是:本发明包括第一压电陶瓷组、第二压电陶瓷组、电机轴、夹紧机构、信号控制组件、两个第一导线和两个第二导线，第一压电陶瓷组、第二压电陶瓷组并排安装在所述夹紧机构内，电机轴竖直插装在第一压电陶瓷组与第二压电陶瓷组之间，第一压电陶瓷组通过第一导线与所述信号控制组件的正极输出端连接，第一压电陶瓷组通过第二导线与所述信号控制组件的负极输出端连接，第二压电陶瓷组通过第一导线与所述信号控制组件的正极输出端连接，第二压电陶瓷组通过第二导线与所述信号控制组件的负极输出端连接。
[0005]本发明的有益效果是:本发明由于剪切式压电电机不处于谐振状态，可以更加容易的建立数学模型，有利于更好地进行高精确度的速度、位置控制，且拥有体积小、重量轻、结构灵活多变等优点，并可以根据工程需要，具体安排布置其尺寸。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本发明的装配图，图2是第一压电陶瓷组的结构示意图，图3是第二压电陶瓷组的结构示意图，图4是夹紧机构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0007]【具体实施方式】一:结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种剪切式压电陶瓷电机包括第一压电陶瓷组1、第二压电陶瓷组2、电机轴5、夹紧机构、信号控制组件、两个第一导线3和两个第二导线4，第一压电陶瓷组1、第二压电陶瓷组2并排安装在所述夹紧机构内，电机轴5竖直插装在第一压电陶瓷组I与第二压电陶瓷组2之间，第一压电陶瓷组I通过第一导线3与所述信号控制组件的正极输出端连接，第一压电陶瓷组I通过第二导线4与所述信号控制组件的负极输出端连接，第二压电陶瓷组2通过第一导线3与所述信号控制组件的正极输出端连接，第二压电陶瓷组2通过第二导线4与所述信号控制组件的负极输出端连接。
[0008]本实施方式中压电陶瓷组对称夹紧电机轴，驱动电压驱动压电陶瓷组运动，从而使得压电陶瓷组与电机轴之间的摩擦力改变，并通过摩擦力驱动电机轴正向或反向转动。
[0009]本实施方式中所述夹紧机构包括固定平台6、第一滑块平台7、直线导轨8、推力弹簧9、调节螺钉支架10、调节螺钉11和第二滑块平台12，直线导轨8水平设置，固定平台6、第一滑块平台7、第二滑块平台12、调节螺钉支架10由左至右一次套装在直线导轨8上，第一压电陶瓷组1、第二压电陶瓷组2、电机轴5安装在固定平台6与第一滑块平台7之间，推力弹簧9安装在第一滑块平台7与第二滑块平台12之间，调节螺钉11的左端穿过调节螺钉支架10顶在第二滑块平台12的右端端面上。如此设置，通过调节调节螺钉支架上的调节螺钉的位置，从而控制第二滑块平台的位置，使得固定平台上的第一压电陶瓷组和滑块平台上的第二压电陶瓷组对称夹紧电机轴，并可以通过调节调节螺钉位置，达到夹紧电机轴，并控制夹紧力的目的。
[0010]【具体实施方式】二:结合图2说明本实施方式，本实施方式所述一种剪切式压电陶瓷电机的第一压电陶瓷组I由第一压电陶瓷片1-1、第一抗磨陶瓷A片1-2、第一抗磨陶瓷B片1-3依次叠加组成，所述第一压电陶瓷片1-1与所述第一抗磨陶瓷A片1-2之间通过导电胶水粘接，且第一导线3的一端插装在所述第一压电陶瓷片1-1与所述第一抗磨陶瓷A片1-2之间，所述第一抗磨陶瓷A片1-2与所述第一抗磨陶瓷B片1-3之间通过导电胶水粘接，且第二导线4的一端插装在所述第一抗磨陶瓷A片1-2与所述第一抗磨陶瓷B片
1-3之间。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0011]【具体实施方式】三:结合图3说明本实施方式，本实施方式所述一种剪切式压电陶瓷电机的第二压电陶瓷组2由第二压电陶瓷片2-1、第二抗磨陶瓷A片2-2、第二抗磨陶瓷B片2-3依次叠加组成，所述第二压电陶瓷片2-1与所述第二抗磨陶瓷A片2-2之间通过导电胶水粘接，且第一导线3的一端插装在所述第二压电陶瓷片2-1与所述第二抗磨陶瓷A片2-2之间，所述第二抗磨陶瓷A片2-2与所述第二抗磨陶瓷B片2-3之间通过导电胶水粘接，且第二导线4的一端插装在所述第二抗磨陶瓷A片2-2与所述第二抗磨陶瓷B片
2-3之间。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0012]【具体实施方式】四:结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种剪切式压电陶瓷电机的信号控制组件由信号发生器、波形放大器、输出电路、滤波电路和示波器组成，所述信号发生器与所述波形放大器连接，所述输出电路与所述滤波电路并联进行滤波，输出电路的正极输出端与第一导线3的另一端连接，所述输出电路的负极输出端与第二导线4的另一端连接。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0013]工作原理
[0014]本发明的第一压电陶瓷组和第二压电陶瓷组的两端均为两片抗磨陶瓷，离第一导线近的称为A端，离第二导线近的称为B端。第一压电陶瓷组的A端和第二压电陶瓷组的B端分别与夹紧机构的两端固定连接，并保证两个压电陶瓷组中的压电陶瓷一和压电陶瓷二的指向相同，且通电后沿水平方向运动，使得两压电陶瓷组通电后，第一压电陶瓷组的B端和第二压电陶瓷组的A端在水平面沿着相反方向运动。电机轴竖直放置并被第一压电陶瓷组的B和第二压电陶瓷组的A端夹紧，并可以通过夹紧机构以控制第一压电陶瓷组和第二压电陶瓷组对电机轴的夹紧力，第一导线接在信号控制装置的正极输出端，第二导线接在信号控制装置的负极输出端，通过控制信号控制装置输出的电压信号达到控制两个压电陶瓷进而驱动两个压电陶瓷组，并最终达到驱动电机轴的目的。
【权利要求】
1.一种剪切式压电陶瓷电机，其特征在于:所述一种剪切式压电陶瓷电机包括第一压电陶瓷组(I)、第二压电陶瓷组(2)、电机轴(5)、夹紧机构、信号控制组件、两个第一导线(3)和两个第二导线(4)，第一压电陶瓷组(I)、第二压电陶瓷组(2)并排安装在所述夹紧机构内，电机轴(5)竖直插装在第一压电陶瓷组(I)与第二压电陶瓷组(2)之间，第一压电陶瓷组(I)通过第一导线(3)与所述信号控制组件的正极输出端连接，第一压电陶瓷组(I)通过第二导线(4)与所述信号控制组件的负极输出端连接，第二压电陶瓷组(2)通过第一导线(3)与所述信号控制组件的正极输出端连接，第二压电陶瓷组(2)通过第二导线(4)与所述信号控制组件的负极输出端连接。
2.根据权利要求1所述一种剪切式压电陶瓷电机，其特征在于:第一压电陶瓷组(I)由第一压电陶瓷片(1-1)、第一抗磨陶瓷A片(1-2)、第一抗磨陶瓷B片(1-3)依次叠加组成，所述第一压电陶瓷片(1-1)与所述第一抗磨陶瓷A片(1-2)之间通过导电胶水粘接，且第一导线(3)的一端插装在所述第一压电陶瓷片(1-1)与所述第一抗磨陶瓷A片(1-2)之间，所述第一抗磨陶瓷A片(1-2)与所述第一抗磨陶瓷B片(1-3)之间通过导电胶水粘接，且第二导线(4)的一端插装在所述第一抗磨陶瓷A片(1-2)与所述第一抗磨陶瓷B片(1_3)之间。
3.根据权利要求1所述一种剪切式压电陶瓷电机，其特征在于:第二压电陶瓷组(2)由第二压电陶瓷片(2-1)、第二抗磨陶瓷A片(2-2)、第二抗磨陶瓷B片(2-3)依次叠加组成，所述第二压电陶瓷片(2-1)与所述第二抗磨陶瓷A片(2-2)之间通过导电胶水粘接，且第一导线(3)的一端插装在所述第二压电陶瓷片(2-1)与所述第二抗磨陶瓷A片(2-2)之间，所述第二抗磨陶瓷A片(2-2)与所述第二抗磨陶瓷B片(2-3)之间通过导电胶水粘接，且第二导线(4)的一端插装在所述第二抗磨陶瓷A片(2-2)与所述第二抗磨陶瓷B片(2-3)之间。
4.根据权利要求1、2或3所述一种剪切式压电陶瓷电机，其特征在于:所述信号控制组件由信号发生器、波形放大器、输出电路、滤波电路和示波器组成，所述信号发生器与所述波形放大器连接，所述输出电路与所述滤波电路并联进行滤波，输出电路的正极输出端与第一导线(3)的另一端连接，所述输出电路的负极输出端与第二导线(4)的另一端连接。
【文档编号】H02N2/10GK104506080SQ201510038679
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月26日 优先权日:2015年1月26日
【发明者】杜志江, 董为, 李海洋 申请人:哈尔滨工业大学